(57)【要約】【課題】静止画撮影時には絞り動作も開放動作も高速化し、かつ、動画撮影時の絞り動作については開放から小絞りの全範囲において高精度化・微細化・静音化することが課題である。【解決手段】静止画撮影と動画撮影とを選択可能な撮像装置であって、モータと、前記モータの出力軸に固定された第１のピニオンギアと、前記第１のピニオンギアと噛み合うギア部を備え、前記モータに駆動される回転部材と、前記回転部材の回転により開口の大きさが変化する絞り羽根と、前記回転部材と前記第１のピニオンギアの回転中心間距離を変化させる調節機構と、を有し、前記調節機構は、静止画撮影の際、前記回転中心間距離を所定の距離に設定し、動画撮影の際、前記回転中心間距離を前記所定の距離より短い距離に設定することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止画撮影と動画撮影とを選択可能な撮像装置であって、
モータと、
前記モータの出力軸に固定された第１のピニオンギアと、
前記第１のピニオンギアと噛み合うギア部を備え、前記モータに駆動される回転部材と、
前記回転部材の回転により開口の大きさが変化する絞り羽根と、
前記回転部材と前記第１のピニオンギアの回転中心間距離を変化させる調節機構と、を有し、
前記調節機構は、
静止画撮影の際、前記回転中心間距離を所定の距離に設定し、
動画撮影の際、前記回転中心間距離を前記所定の距離より短い距離に設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記調節機構は、静止画撮影の単写の際、前記回転中心間距離が前記所定の距離の状態で前記回転部材を駆動中に、前記回転中心間距離を前記所定の距離より短い距離に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記調節機構は、
前記回転中心間距離を規定する位置決め部材と、
前記位置決め部材を移動させ、前記回転中心間距離を変化させる可動部材と、
前記可動部材を回動させる駆動手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動手段の出力軸の先端にカムが固定されており、
前記可動部材は、前記カムを挟み込むように先端が二つに分かれている二股部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記駆動手段の出力軸の先端に第２のピニオンギアが固定されており、
前記可動部材は、前記第２のピニオンギアと噛み合うギアであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記可動部材は、前記二股部の間の距離を変化させる弾性部材を有し、
前記弾性部材は、
前記回転中心間距離が規定値より小さいときは、前記二股部の間の距離を縮める方向に働
くことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画撮影と動画撮影の両方を行える撮像素子を内蔵したビデオカメラやデジタルカメラなどの需要が高まっている。これらのカメラには、撮像素子に結像される被写体の光量を調節するために、開口径を制御する絞り装置（光量調節装置）が設けられている。これらの光量調節装置は、遮光部材として複数の絞り羽根を用い、ステッピングモータを駆動動力源として開口径を変化させるものが主流となっている。
【０００３】
静止画を主として撮影する一眼レフカメラの場合、通常は絞り装置が最大開口を形成している状態（開放状態）からレリーズ信号に連動し被写界の輝度に応じた絞り値或いは任意に決められた絞り値になるよう絞り込んで撮影が行われる。この場合、レリーズタイムラグをできる限り少なくし、かつ連続撮影の撮影間隔を短くするためにも、絞り込み動作及び絞り込み状態から開放状態へ戻る復帰動作は高速化が望まれる。
【０００４】
また、ビデオカメラのような動画撮影においては、刻々と変化していく被写界輝度に応じて連続で絞り値を変化していかなければならない。被写界輝度が急激に変化するのは稀であるため絞り値の変更に高速性は望まれないが、絞り値設定の高精度化及び微細化が望まれる。更に、動画撮影においては音声の録音が伴うので、動作音の静音化も望まれる。
【０００５】
例えば、特許文献１では、２枚の羽根それぞれにギア部を形成して駆動ピニオンにかみ合わせ、２枚の羽根をスプリングで結合する事でギア部はピニオンを挟み込み、これによりバックラッシュがなくなる構成の絞り機構が提案されている。この構成によって、常にバックラッシュを小さくし、絞り動作の高精度化・微細化・静音化を達成している。
【０００６】
特許文献２では、絞り羽根が開放側にあるときはバックラッシュを大きく、絞り羽根が小絞り側にあるときはバックラッシュを小さく設定する構成の光量調節装置及びカメラが提案されている。この構成によって、静止画撮影時には高速で絞り込み動作が可能であり、動画撮影時の絞り動作状態から更に絞り値を変更するような動作において、高精度化・微細化・静音化を達成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−１６６８０７号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示の絞り機構は、常にバックラッシュが無いように構成され、動画撮影時の絞り動作の高精度化・微細化は達成できるが、特に動き出しでのスプリングの付勢力が駆動負荷となり静止画撮影時に絞り動作の高速化が困難となる欠点がある。
【０００９】
また、特許文献２に開示の光量調節装置及びカメラは、絞り込み状態から開放状態へ向かって動作する復帰動作時には、動作開始時にバックラッシュが小さくなるように構成されている。したがって、連続撮影の撮影間隔を短くするのに必要とされる絞り込み及び復帰動作の両方の高速化が困難となる欠点がある。さらに、動画撮影時において、バックラッシュが大きく構成されている開放側における絞り動作では、高精度化・微細化・静音化が達成できないという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の一側面としての撮像装置は、静止画撮影と動画撮影とを選択可能な撮像装置であって、モータと、前記モータの出力軸に固定された第１のピニオンギアと、前記第１のピニオンギアと噛み合うギア部を備え、前記モータに駆動される回転部材と、前記回転部材の回転により開口の大きさが変化する絞り羽根と、前記回転部材と前記第１のピニオンギアの回転中心間距離を変化させる調節機構と、を有し、前記調節機構は、静止画撮影の際、前記回転中心間距離を所定の距離に設定し、動画撮影の際、前記回転中心間距離を前記所定の距離より短い距離に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
静止画撮影時には絞り動作も復帰動作も高速化が達成でき、かつ、動画撮影時の絞り動作については開放から小絞りの全範囲において高精度化・微細化・静音化が達成できる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本願発明の実施例１に係る光量調節装置の分解斜視図である。
【図２】本願発明の実施例１に係る光量調節装置の部分拡大図である。
【図３】本願発明の実施例１に係る撮像装置の動作フロー図である。
【図４】本願発明の実施例１に係る撮像装置の静止画単写の動作フロー図である。
【図５】本願発明の実施例１に係る撮像装置の静止画連写の動作フロー図である。
【図６】本願発明の実施例１に係る撮像装置の動画撮影の動作フロー図である。
【図７】本願発明の実施例２に係る光量調節装置の部分拡大図である。
【図８】本願発明の実施例３に係る光量調節装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本願発明の撮像装置に含まれる実施例１の光量調節装置の分解斜視図である。
【００１５】
絞り羽根１〜６は、遮光性を有し開口量を規制する第１基部１ａ〜６ａと、第1基部より薄い第２基部１ｂ〜６ｂと、一方の面に設けられる円筒状の第１軸部１ｃ〜６ｃと、他方の面に設けられる円筒状の第２軸部１ｄ〜６ｄ（一部不図示）とで形成されている。絞り羽根１〜６は全て合成樹脂により一体成型され、光量調節部材として機能する。絞り羽根１〜６は、光軸を中心に円周方向に均等配置されて、遮光性を有する第１基部１ａ〜６ａ及び第２基部１ｂ〜６ｂが重ね合わされることで絞り開口を制御可能となり、重ね合わせが大きいほど絞り開口量は小さくなる。
【００１６】
絞り羽根１〜６の駆動部材としての回転部材７は、中央に開口部７ａが形成されたリング状に形成され、穴部７ｂ１〜７ｂ６と、リブ７ｃと、ギア部７ｄが設けられている。さらに、回転部材７は遮光部７ｅと円周方向に設けられた溝７ｆを備える。絞り羽根１〜６の第１軸部１ｃ〜６ｃは回転部材７の穴部７ｂ１〜７ｂ６にそれぞれ回動可能に嵌合している。
【００１７】
リング状のカム部材８には、中央に開口部８ａが形成されるとともに、カム溝部８ｂ１〜８ｂ６が形成されている。本実施例では、開口部８ａが光量調節装置の最大開口を規定しているが、カム溝部を持つカム部材８とは別の部材（例えば、回転部材７の開口部７ａ）で最大開口を規定しても良い。絞り羽根１〜６の第２軸部１ｄ〜６ｄはカム部材８のカム溝部８ｂ１〜８ｂ６にそれぞれ摺動可能に嵌合している。
【００１８】
リング状の押え部材９には、中央に開口部９ａが形成されるとともに、モータ取り付け部９ｂ、９ｃが形成されている。押え部材９は、回転部材７と絞り羽根１〜６を間に挟んでカム部材８に固定され、回転部材７と絞り羽根１〜６の光軸方向の抜け止めの役割を果たす。その際、回転部材７のリブ７ｃが押え部材９の開口部９ａに挿入されて回転可能に支持される。従来の光量調節装置においては、回転部材７のリブ７ｃの外周と開口部９ａの内周が嵌合することによって回転部材７の回転中心が決定していた。本実施例については後述する。
【００１９】
初期位置センサー１０は、回転部材７に設けられた遮光部７ｅの初期位置センサーへの挿入、退避状態を検知することで、回転部材７が初期位置状態にあるかどうかを検知する。
【００２０】
回転部材７を駆動するステッピングモータ１１は、ステッピングモータ１１の軸先端にはピニオンギア（第１のピニオンギア）１２が固定されており、押え部材９のモータ取り付け部９ｂに取り付けられる。その際、ピニオンギア１２は押え部材９のモータ取り付け部９ｂを貫通して回転部材７のギア部７ｄと噛み合う。ステッピングモータ１１は一般的な２つのコイルを備える２相のＰＭ型ステッピングモータであり、例えば特開２００３−１８９５８５号公報で開示されているものがある。ステッピングモータ１１の駆動力は、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄが噛み合うことで駆動伝達される。
【００２１】
以上の構成は従来と同様であり、以下、本願発明の特徴となる構成について説明する。
【００２２】
ピン１３は、回転部材７を位置決めする位置決め部材として機能する。可動部材１４は、ピンを支持し、１４ａを中心に図示Ｄ方向に回動可能に押え部材９の裏面に支持されている。第二のモータ１５は、出力軸の先端にカム１５ａが固定されており、押え部材９のモータ取り付け部９ｃに固定されている。このとき、可動部材１４の先端に二股部が形成されており、二股部はカム１５ａを挟み込んでいる。これらの部材が後述する回転中心間距離を変更するための調節機構として働く。
【００２３】
図２（ａ）は、ピニオンギア１２に対する回転部材７の位置決めの方法を示した図であり、図２（ｂ）、（ｃ）は、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄの噛み合い部の拡大図である。ギアのモジュールに対するバックラッシュの量は図を見やすくするため誇張して描かれている。
【００２４】
従来の光量調節装置は、前述の通り回転部材７のリブ７ｃの外周と開口部９ａの内周が嵌合し、図示Ａ寸法でギア部のバックラッシュを決定していた。しかしながら、本実施例では、図２（ａ）の通り溝７ｆにピン１３が嵌合して位置が規制されているので、図示Ｂ寸法（回転中心間距離）でギア部のバックラッシュを決定している。ここで、溝７ｆはギア部７ｄのピッチ円と同心円状に形成されており回転部材７が回転しても、ピン１３が一定の位置にあれば、図示Ｂ寸法が一定に保たれるような寸法に設定されている。なお、図示Ｃ方向については、溝７ｆに押え部材９の裏面に設けられたピン９ｄが嵌合して位置が規制されている。
【００２５】
図２（ｂ）、（ｃ）を用いて、ピン１３（破線）と可動部材１４の動作について説明する。第二のモータ１５が回転駆動することにより、先端のカム１５ａで可動部材１４を駆動することができ、可動部材１４が回動することによってピン１３（破線）の位置が変化する。この結果、第二のモータ１５と可動部材１４の作用により、図２（ｂ）、（ｃ）の状態を切換可能となる。そして、回転部材７の位置を図示Ｄ方向に「微小量」の移動をさせることによって、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄのバックラッシュの量を自由に設定できる。図において、移動量は誇張して描かれているが、「微小量」とはギア部のモジュール以下の寸法であり、実施形態に応じて最適な効果が得られるように設定する量である。尚、ピン９ｄと溝７ｆの嵌合隙間は上記の図示Ｄ方向の微小量の移動が許容できる程度に設定されている。
【００２６】
以上、説明した構成により、本実施例においては、絞り動作の適否に応じて、バックラッシュの量を自由に設定できる。本実施例では可動部材を回動するレバーとして例示したが、その他、直進移動する駆動手段であっても同様な効果を得ることは可能である。
【００２７】
以下、バックラッシュの量を自由に設定できることによる具体的な効果について説明する。本実施例の動作及びその効果は静止画撮影の場合と動画撮影の場合、更に前者の場合は、１枚毎撮影（以下、単写という）と連続撮影（以下、連写という）のそれぞれの場合によって異なる。これらの条件は、撮影開始前にユーザーにより選択可能であり、図３は、その条件分岐を示したフロー図である。
【００２８】
第１の効果は、静止画撮影の単写において絞り動作と開放動作の両方の高速化が可能になることである。図４は、その動作の説明のためのフロー図である。絞り値が決定した後（Ｍ１０１）、開放状態から絞り状態へ向かう絞り動作の開始前にバックラッシュの量を大きく設定し（Ｓ１０１）、起動時の負荷を低減することによって、急激な加速が実現できる。所定の加速をした後に（Ｍ１０２）、減速され停止動作に入る（Ｍ１０３）。ここで、絞り動作の停止開始前（目標停止位置の数ステップ手前）にバックラッシュの量を小さく設定し（Ｓ１０２）、制動時の負荷を大きくすることによって、急速な停止ができる（Ｍ１０４）。その後、露光が開始され終了する（Ｍ１０５、Ｍ１０６）。逆に、絞り状態から開放状態へ向かう復帰動作（Ｍ１０７）の開始前にバックラッシュの量を大きく設定し（Ｓ１０３）、起動時の負荷を低減することによって、急激な加速が実現できる。所定の加速をした後に（Ｍ１０８）、減速され停止動作に入る（Ｍ１０９）。ここでも、復帰動作の停止開始前に（目標停止位置の数ステップ手前）バックラッシュの量を小さく設定し（Ｓ１０４）、制動時の負荷を大きくすることによって、急速な停止ができる。これを撮影終了（Ｍ１１０）まで繰り返す。この結果、静止画撮影において絞り動作と開放動作との両方の高速化が可能になる。
【００２９】
また、静止画の連写の場合のように、絞り値の精度の優先順位よりも、絞り動作の更なる高速化の優先順位の方が高い場合については、切換動作の時間を省略して常にバックラッシュの量を大きく設定することも可能である。図５はそのフロー図であり、図４と異なり、最初にバックラッシュの量を大に切り換えた後（Ｓ１０１）、バックラッシュの量を小に切り換えることなく（Ｍ１０１〜１０９）、連写の終了後（Ｍ１１０）にバックラッシュの量を小に切り換えて（Ｓ１０２）撮影を終了する。
【００３０】
第２の効果は、動画撮影において絞り動作の高精度化・微細化・静音化が可能になることである。図６は、その動作の説明のためのフロー図である。動画モードが選択されたら、速やかにバックラッシュの量を小さく設定した後（Ｓ２０１）、動画撮影が開始され（Ｍ２０１）、動画撮影中の絞り値変更動作時（Ｍ２０２）は常にその状態で動作を行う。動画撮影終了（Ｍ２０３）の後にバックラッシュの量を大きくする設定に戻す（Ｓ２０２）。
【００３１】
このように動画撮影時にバックラッシュの量が小さければ、バックラッシュのがたつきによる停止位置精度誤差が抑制されるので高精度化・微細化が図れる。また、ギア部の振動音はバックラッシュのがたつきによる振動が主要因であるから、バックラッシュの量が小さければ、静音化が図れる。この結果、動画撮影において絞り動作の高精度化・微細化・静音化が可能になる。
【００３２】
第３の効果は、更にバックラッシュの量を小さくする方向に駆動してバックラッシュを無くすことによって、絞り値の更なる高精度化が可能になることである。所定の絞り値に到達した直後にピンの位置を切り換えることによって、軸間距離を小さくし、ギア部のバックラッシュを無くすことによって、従来例では存在していたバックラッシュ分のがたつきによる停止位置の誤差が解消できる。
【００３３】
以上の効果により、静止画撮影時には絞り動作も開放動作も高速化が達成でき、かつ、動画撮影時の絞り動作については開放から小絞りの全範囲において高精度化・微細化・静音化が達成できる光量調節装置を備えた撮像装置を提供できる。
【実施例２】
【００３４】
図７は、本願発明の第２の実施例を示した図である。
【００３５】
図７（ａ）、（ｂ）は、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄの噛み合い部の拡大平面図である。
【００３６】
本実施例では、回転部材７の円周方向に形成された溝７ｆと位置決め部材であるピン２３（破線）が嵌合して位置が規制されているので、図７（ａ）の図示Ｂ寸法でギア部のバックラッシュの量が決定していることは第１の実施例と同様であり、その効果も同様である。
【００３７】
本実施例においては、ピン２３は、外周に対して偏心した回転中心軸２４ａを有するギア２４の裏面に固定されている。また、第１の実施例の可動部材１４と同様に、ピン２３とギア２４が一体として回転可能に押え部材９の裏面に支持されている。更に、第２のステッピングモータ２５は先端にピニオンギア（第２のピニオンギア）２５ａを有しており、ピニオンギア２５ａとギア２４が噛み合っている。第１のステッピングモータ１１と第２のステッピングモータ２５の外形は、図７において破線で示されている。
【００３８】
第２のステッピングモータ２５が回転駆動することにより、先端のピニオンギア２５ａでギア２４を回転駆動することができ、ピン２３を回転中心軸２４ａを中心として回転させることができる。ギアの回転中心軸２４ａとピン２３の外周は偏心しているので、結果的にピン２３のＤ方向の位置が変化するため、図７（ａ）と図７（ｂ）の状態を切り換えることができる。そして、回転部材７の位置を図示Ｄ方向に「微小量」の移動をさせることによって、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄのバックラッシュの量を自由に設定できる。「微小量」については前述の通りである。
【００３９】
本実施例の場合、第１の実施例の構成に比べて以下の２つの理由でバックラッシュの量を変化させる寸法の精度を向上させる有利な効果がある。第１の理由はバックラッシュの量を決定するのに介在する部品がピン２３と回転中心軸２４ａのみであるので、部品の寸法ばらつきが累積しにくいからである。第２の理由はピン２３が押え部材９に直接支持されているので、可動部材１４に維持されている場合より、剛性が高く変形によって寸法ばらつきが悪化することが少ないからである。
【００４０】
第１の実施例ではピン１３が移動する例を示したが、第２の実施例のようにピン２３が回動する場合でも、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００４１】
図８は、本願発明の第３の実施例を示した図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ピニオンギア１２と回転部材７のギア部７ｄの噛み合い部の拡大平面図である。
【００４２】
本実施例では、溝７ｆと位置決め部材であるピン３３（破線）が嵌合して位置が規制されているので、図８（ａ）の図示Ｂ寸法でギア部のバックラッシュの量が決定していることは第１の実施例と同様である。
【００４３】
また、図８（ａ）、（ｂ）の通り可動部材が３４ａを中心として３４ｂと３４ｃが回動することによって、ギア部のバックラッシュの量を可変できる作用も第１の実施例と同様であり、その効果も同様である。
【００４４】
本実施例では、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の通り、ピン３３を支持している可動部材が３４ｂと３４ｃに二体化され、３４ｂと３４ｃの間がねじりコイルばね（弾性部材）３７が介在し、３４ｃを設定した荷重で図示Ｃ方向に付勢している。第１の実施例と異なりばね３７を設けた場合、ばね３７の荷重を十分大きく設定すれば、図８（ａ）、（ｂ）においてはカム１５ａを３４ａと３４ｂによって常に挟持することができる。この結果、第１の実施例に対して隙間（図示Ｅａ部・Ｅｂ部）をなくすことができるので、ピン３３の位置精度が向上し、バックラッシュの量を変化させるに当たって、その寸法精度を向上させる有利な効果がある。
【００４５】
第１の実施例のように、ばね３７に相当する部品が介在していない場合、バックラッシュの量が少ない図８（ｂ）の状態より更に回転部材７のギア部７ｄをピニオンギア１２に近づけてバックラッシュを無くそうとすると、両者が完全に当接するに至る。バックラッシュを無くすことは、回転部材７の停止時の急な停止が可能になること、及び、ピニオンギア１２と回転部材７の振動を抑制し、絞り径の精度を向上させることに対して有効な手段である。しかし、カム１５ａが更に回転するとギア部７ｄに大きな荷重がかかってしまい、ギアを破損させてしまう危険がある。
【００４６】
本実施例では、図８（ｂ）より更にピン３３がピニオンギア１２へ近接し、図８（ｃ）の通りバックラッシュを無くした状態にした場合において、カム１５ａが更に回転してもばね３７の作用によりＥｃ部に隙間を生じる。そのため、規定値以上の荷重が回転部材７のギア部７ｄとピニオンギア１２の間にかからないので、ギアを破損させてしまう危険が軽減されるという効果がある。
【００４７】
本実施例では、可動部材を回転するレバーとして例示したが、その他、直進移動する部材であっても同様な効果を得ることは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本願発明は、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１〜６  絞り羽根
７      回転部材
１０    初期位置センサー
１１    第１のステッピングモータ
１２    ピニオンギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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